JP2023090418A - アンモニアタンク内払出ポンプのメンテナンス方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】アンモニアガスが大気に放散することを抑制し、安全にアンモニアタンク内払出ポンプのメンテナンス作業を行う。【解決手段】このメンテナンス方法は、液体アンモニア100を貯蔵するタンク2と、タンク2の頂部2aから底部2b近傍まで挿入されたポンプ用バレル3と、ポンプ用バレル3の下端部に設けられたフート弁4と、ポンプ用バレル3の内部に吊り下げられ、その重さでフート弁4を開く払出ポンプ5と、を備えるアンモニアタンク1において、払出ポンプ5を引き上げ、フート弁4を閉じると共に、ポンプ用バレル3にパージガスを導入しつつ、ポンプ用バレル3からアンモニアガスを吸引し、アンモニアガスを除害装置8で無害化しながら、払出ポンプ5をポンプ用バレル3の上端部から抜き出す。【選択図】図6
Description
本発明は、アンモニアタンク内払出ポンプのメンテナンス方法に関するものである。
下記特許文献1には、LNGなどの液化ガスを貯蔵する低温タンクが開示されている。この低温タンクは、屋根を貫通してポンプ用バレルが挿入され、ポンプ用バレルの上端部に液払出ラインが取り付けられている。ポンプ用バレルの下端部には、フート弁が設けられ、ポンプ用バレルの内部に吊り下げた払出ポンプの重さによって、フート弁が開かれるようになっている。フート弁が開かれた状態で、払出ポンプが駆動すると、ポンプ用バレル及び液払出ラインを介して、低温タンク内の液化ガスが払い出される。
近年、地球温暖化対策として、燃焼時に二酸化炭素を発生しないアンモニアが燃料として注目されており、上記低温タンクを利用して液体アンモニアを大量に貯蔵することが考えられている。このようなアンモニアタンクにおいて、ポンプ用バレルの内部に吊り下げた払出ポンプをメンテナンスするためには、ポンプ用バレルの上端部を開放し、払出ポンプを引き上げる必要がある。ポンプ用バレルの上端部を開放すると、内部で気化したアンモニアガスが大気へ放散するため、作業員は毒性のあるアンモニアガスを吸い込まないように特殊な防護装備を装着しなければならない。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、アンモニアガスが大気に放散することを抑制し、安全にアンモニアタンク内払出ポンプのメンテナンス作業を行うことを目的とする。
本発明の一態様に係るアンモニアタンク内払出ポンプのメンテナンス方法は、液体アンモニアを貯蔵するタンクと、前記タンクの頂部から底部近傍まで挿入されたポンプ用バレルと、前記ポンプ用バレルの下端部に設けられたフート弁と、前記ポンプ用バレルの内部に吊り下げられ、その重さで前記フート弁を開く払出ポンプと、を備えるアンモニアタンクにおいて、前記払出ポンプを引き上げ、前記フート弁を閉じると共に、前記ポンプ用バレルにパージガスを導入しつつ、前記ポンプ用バレルからアンモニアガスを吸引し、前記アンモニアガスを除害装置で無害化しながら、前記払出ポンプを前記ポンプ用バレルの上端部から抜き出す。
また、本発明の一態様では、前記ポンプ用バレルにおける前記アンモニアガスのガス吸引位置は、前記パージガスのガス導入位置よりも下方に設定されていてもよい。
また、本発明の一態様では、前記ポンプ用バレルにおける前記アンモニアガスのガス吸引位置よりも下方において、前記ポンプ用バレルの内部空間を上下に仕切り、当該仕切り位置より上方の内部空間において前記払出ポンプを乾燥させてもよい。
また、本発明の一態様では、前記パージガスの導入によって、前記ポンプ用バレルの内部の前記液体アンモニアを前記ポンプ用バレルの下端部から前記タンクの内部に押し出すまでの間、前記アンモニアガスの吸引を停止してもよい。
また、本発明の一態様では、前記払出ポンプに接続されたケーブル類を前記ポンプ用バレルの上端部から抜き出した後、当該ケーブル類を液受けパンの上で洗浄し、前記液受けパンで受けた洗浄後液を、配管を介して前記タンクの外部に設置された集液槽に蓄えて廃棄処理してもよい。
上記本発明の一態様によれば、アンモニアガスが大気に放散することを抑制し、安全にアンモニアタンク内払出ポンプのメンテナンス作業を行うことができる。
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態に係るアンモニアタンクの要部を示す概略図である。
図1に示すように、アンモニアタンク1は、液体アンモニア100を貯蔵するタンク2と、タンク2の頂部2aから底部2b近傍まで挿入されたポンプ用バレル3と、ポンプ用バレル3の下端部に設けられたフート弁4と、ポンプ用バレル3の内部に吊り下げられ、その重さでフート弁4を開く払出ポンプ5と、を備えている。
図1は、第1実施形態に係るアンモニアタンクの要部を示す概略図である。
図1に示すように、アンモニアタンク1は、液体アンモニア100を貯蔵するタンク2と、タンク2の頂部2aから底部2b近傍まで挿入されたポンプ用バレル3と、ポンプ用バレル3の下端部に設けられたフート弁4と、ポンプ用バレル3の内部に吊り下げられ、その重さでフート弁4を開く払出ポンプ5と、を備えている。
タンク2は、例えば、大型低温PC壁型または地下型の低温タンクである。タンク2は、例えば、高さが50メートル程ある図示しない内槽とPC製の防液堤による外槽との間に、または、地下に開けた空洞の壁との間に粒状のパーライト等の保冷材が充填されている。
ポンプ用バレル3は、タンク2の頂部2aから鉛直下方に挿入された円筒状の管部材(ポンプコラムとも称される)であり、その上端部の側方には、図示しない液払出ライン等が接続されている。ポンプ用バレル3の上端開口部は、ヘッドプレート3aによって閉止されている。
フート弁4は、ポンプ用バレル3の下端開口部を閉止する閉止板4aと、閉止板4aを支持する複数のスプリングロッド4bと、を備えている。ポンプ用バレル3の内部において、払出ポンプ5が閉止板4aに載ると、その重さによってスプリングロッド4bのバネ付勢に抗して閉止板4aが下方に移動し、ポンプ用バレル3の下端開口部が開放される。
払出ポンプ5は、ポンプ用バレル3内に吊設されている。払出ポンプ5は、例えば、コラム型(円柱型)の液中ポンプであり、ポンプ用バレル3の下端部から上端部まで液体アンモニアを揚程する。払出ポンプ5は、ヘッドプレート3aから下方に延びるリフティングワイヤ9に吊り下げられている。
払出ポンプ5には、ケーブル類10が接続されている。ケーブル類10には、例えば、電源ケーブル10aと、計装ケーブル10bと、が含まれている。計装ケーブル10bは、ヘッドプレート3a上に設置されたターミナルヘッダー12に接続されている。また、ヘッドプレート3a上には、リフティングワイヤ9の終端を覆う収納カバー13が設置されている。
ポンプ用バレル3には、払出ポンプ5のメンテナンス用に、ガス導入ライン6と、ガス吸引ライン7と、が接続されている。ガス導入ライン6は、ポンプ用バレル3の内部にパージガスとして、窒素ガス等の不活性ガスを導入する。ガス吸引ライン7は、ポンプ用バレル3の内部で気化したアンモニアガス等を吸引及び排出する。
ガス導入ライン6は、タンク2の外部に突出したポンプ用バレル3の上端部の側方に接続されている。ガス吸引ライン7は、タンク2の外部に突出したポンプ用バレル3の上端部において、ガス導入ライン6よりも下方に接続されている。つまり、ポンプ用バレル3におけるアンモニアガスのガス吸引位置7aは、パージガスのガス導入位置6aよりも下方に設定されている。
ガス吸引ライン7は、アンモニアガスを無害化する除害装置8と接続されている。除害装置8は、ガス吸引ライン7を介してポンプ用バレル3の内部のガスを吸引するブロワ8aと、ブロワ8aから排出されたガスに含まれるアンモニアガスを処理する除害槽8bと、を備えている。除害槽8bは、例えば、アンモニアを水に吸収させるスクラバーと、生成されたアンモニア水溶液を溜めるタンクと、を備える。
次に、図2~図8を参照して、上述したアンモニアタンク1の内部に設置された払出ポンプ5のメンテナンス方法(以下、本手法と称する)について説明する。
図2は、第1実施形態に係るアンモニアタンク内払出ポンプのメンテナンス方法の第1工程を説明する説明図である。
本手法では、図2に示すように、払出ポンプ5を引き上げ、フート弁4を閉じる。具体的には、先ず、リフティングワイヤ9の終端を覆う収納カバー13を取り外す。
本手法では、図2に示すように、払出ポンプ5を引き上げ、フート弁4を閉じる。具体的には、先ず、リフティングワイヤ9の終端を覆う収納カバー13を取り外す。
次に、リフティングワイヤ9の終端をクレーン14で少し吊り上げて、フート弁4を閉じる。この間、ガス導入ライン6からポンプ用バレル3にパージガスを導入する。また、ガス吸引ライン7からポンプ用バレル3内のアンモニアガスを吸引し、当該アンモニアガスを除害装置8で無害化する。
図3は、第1実施形態に係るアンモニアタンク内払出ポンプのメンテナンス方法の第2工程を説明する説明図である。
次に、本手法では、図3に示すように、パージガスの導入によって、ポンプ用バレル3の内部の液体アンモニア100を、ポンプ用バレル3の下端部からタンク2の内部に押し出す。
次に、本手法では、図3に示すように、パージガスの導入によって、ポンプ用バレル3の内部の液体アンモニア100を、ポンプ用バレル3の下端部からタンク2の内部に押し出す。
つまり、ガス導入ライン6からパージガスを導入することで、ポンプ用バレル3の内圧を高め、ポンプ用バレル3の下端開口部と閉止板4aとの隙間から、ポンプ用バレル3の内部の液体アンモニア100をタンク2の内部に押し出す。この間、ブロワ8aを停止するとよい。これにより、ポンプ用バレル3の内圧を高め易くなる。
図4は、第1実施形態に係るアンモニアタンク内払出ポンプのメンテナンス方法の第3工程を説明する説明図である。
次に、本手法では、図4に示すように、ヘッドプレート3a上に設置されたターミナルヘッダー12を取り外す。なお、このとき、ポンプ用バレル3へのパージガスの導入と、ポンプ用バレル3からのアンモニアガスの吸引を再開する。
次に、本手法では、図4に示すように、ヘッドプレート3a上に設置されたターミナルヘッダー12を取り外す。なお、このとき、ポンプ用バレル3へのパージガスの導入と、ポンプ用バレル3からのアンモニアガスの吸引を再開する。
具体的に、上述した第2工程にて、ポンプ用バレル3の内部の液体アンモニア100をタンク2の内部に押し出したら、液体アンモニア100の液圧によって閉止板4aがポンプ用バレル3の下端部に押し付けられるため、ブロワ8aを駆動させ、ポンプ用バレル3の内圧が低下しても、ポンプ用バレル3の内部へタンク2の液体アンモニア100が浸入することは殆ど無い。
図5は、第1実施形態に係るアンモニアタンク内払出ポンプのメンテナンス方法の第4工程を説明する説明図である。
次に、本手法では、図5に示すように、ポンプ用バレル3のヘッドプレート3aを取り外す。このとき、ポンプ用バレル3へのパージガスの導入と、ポンプ用バレル3からのアンモニアガスを吸引は継続している。
次に、本手法では、図5に示すように、ポンプ用バレル3のヘッドプレート3aを取り外す。このとき、ポンプ用バレル3へのパージガスの導入と、ポンプ用バレル3からのアンモニアガスを吸引は継続している。
ここで、ポンプ用バレル3におけるアンモニアガスのガス吸引位置7aは、パージガスのガス導入位置6aよりも下方に設定されているため、パージガスがエアカーテンのように機能し、ポンプ用バレル3の上端開口部からのアンモニアガスの放散を抑制することができる。
図6は、第1実施形態に係るアンモニアタンク内払出ポンプのメンテナンス方法の第5工程を説明する説明図である。
次に、本手法では、図6に示すように、払出ポンプ5をポンプ用バレル3のガス層部まで引き上げる。具体的には、開放されたポンプ用バレル3の上端開口部から図示しないホイスト等でリフティングワイヤ9を巻き上げることで、払出ポンプ5を引き上げる。
次に、本手法では、図6に示すように、払出ポンプ5をポンプ用バレル3のガス層部まで引き上げる。具体的には、開放されたポンプ用バレル3の上端開口部から図示しないホイスト等でリフティングワイヤ9を巻き上げることで、払出ポンプ5を引き上げる。
ここで、払出ポンプ5を引き上げる位置は、タンク2の内部の液体アンモニア100の液面よりも上方、且つ、ガス導入位置6aよりも下方が好ましい。より好ましい払出ポンプ5の引き上げ位置は、タンク2の内部の液体アンモニア100の液面よりも上方、且つ、ガス吸引位置7aよりも下方である。これにより、払出ポンプ5の外面に付着している液体アンモニアが気化しても、直上のガス吸引ライン7から直ぐに吸引及び排出できる。
図7は、第1実施形態に係るアンモニアタンク内払出ポンプのメンテナンス方法の第6工程を説明する説明図である。
次に、本手法では、図7に示すように、払出ポンプ5をポンプ用バレル3の上端部から抜き出し、ドライポット15に収納する。
次に、本手法では、図7に示すように、払出ポンプ5をポンプ用バレル3の上端部から抜き出し、ドライポット15に収納する。
図8は、第1実施形態に係るアンモニアタンク内払出ポンプのメンテナンス方法の第7工程を説明する説明図である。
次に、本手法では、図8に示すように、ケーブル類10を解線すると共に、払出ポンプ5を収納したドライポット15を閉止する。それと同時または並行して、ポンプ用バレル3の上端開口部をヘッドプレート3aで閉止する。
次に、本手法では、図8に示すように、ケーブル類10を解線すると共に、払出ポンプ5を収納したドライポット15を閉止する。それと同時または並行して、ポンプ用バレル3の上端開口部をヘッドプレート3aで閉止する。
以上により、アンモニアタンク1から安全に払出ポンプ5を引き上げることができ、引き上げた払出ポンプ5をタンク2の頂部2aまたは地上に降ろしてメンテナンスすることができる。
このように、上述した第1実施形態によれば、液体アンモニア100を貯蔵するタンク2と、タンク2の頂部2aから底部2b近傍まで挿入されたポンプ用バレル3と、ポンプ用バレル3の下端部に設けられたフート弁4と、ポンプ用バレル3の内部に吊り下げられ、その重さでフート弁4を開く払出ポンプ5と、を備えるアンモニアタンク1において、払出ポンプ5を引き上げ、フート弁4を閉じると共に、ポンプ用バレル3にパージガスを導入しつつ、ポンプ用バレル3からアンモニアガスを吸引し、アンモニアガスを除害装置8で無害化しながら、払出ポンプ5をポンプ用バレル3の上端部から抜き出す。この手法によれば、アンモニアガスが大気に放散することを抑制し、安全にアンモニアタンク1の内部に設置された払出ポンプ5のメンテナンス作業を行うことができる。
また、第1実施形態では、ポンプ用バレル3におけるアンモニアガスのガス吸引位置7aは、パージガスのガス導入位置6aよりも下方に設定されている。この手法によれば、ポンプ用バレル3の上端部からのアンモニアガスの放散を効果的に抑制できる。
また、第1実施形態では、パージガスの導入によって、ポンプ用バレル3の内部の液体アンモニア100をポンプ用バレル3の下端部からタンク2の内部に押し出すまでの間、アンモニアガスの吸引を停止する。この手法によれば、パージガスを導入することによって、ポンプ用バレル3の内圧を高め、ポンプ用バレル3の内部から液体アンモニア100を速やかにタンク2の内部に押し出すことができる。
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
図9は、第2実施形態に係るアンモニアタンク内払出ポンプのメンテナンス方法の第6工程を説明する説明図である。
第2実施形態の第6工程では、図9に示すように、ポンプ用バレル3におけるアンモニアガスのガス吸引位置7aよりも下方において、ポンプ用バレル3の内部空間を上下に仕切り、当該仕切り位置より上方の内部空間において払出ポンプ5を乾燥させる。
第2実施形態の第6工程では、図9に示すように、ポンプ用バレル3におけるアンモニアガスのガス吸引位置7aよりも下方において、ポンプ用バレル3の内部空間を上下に仕切り、当該仕切り位置より上方の内部空間において払出ポンプ5を乾燥させる。
具体的には、ポンプ用バレル3に仕切り板16を差し込み、ポンプ用バレル3の内部空間を上下に仕切る。なお、ポンプ用バレル3に図示しない弁を設け、当該弁を閉じることで、ポンプ用バレル3の内部空間を上下に仕切ってもよい。
上述した第2実施形態によれば、第1実施形態のドライポット15の代わりに、ポンプ用バレル3の内部を上下に仕切り、ポンプ用バレル3の内部で引き上げた払出ポンプ5を乾燥させることができる。
(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
次に、本発明の第3実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
図10は、第3実施形態に係るアンモニアタンク内払出ポンプのメンテナンス方法の第5工程を説明する説明図である。
第3実施形態の第5工程では、図10に示すように、払出ポンプ5と共に引き出したケーブル類10を、液受けパン22の上で洗浄し、液受けパン22で受けた洗浄後液を、配管24を介してタンク2の外部に設置された集液槽25に蓄えて廃棄処理する。なお、図10に示す符号20は、払出ポンプ5を引き上げるホイストである。また、符号21は、ケーブル類10を巻き取る巻取ドラムである。
第3実施形態の第5工程では、図10に示すように、払出ポンプ5と共に引き出したケーブル類10を、液受けパン22の上で洗浄し、液受けパン22で受けた洗浄後液を、配管24を介してタンク2の外部に設置された集液槽25に蓄えて廃棄処理する。なお、図10に示す符号20は、払出ポンプ5を引き上げるホイストである。また、符号21は、ケーブル類10を巻き取る巻取ドラムである。
液受けパン22は、ポンプ用バレル3から少し離れたタンク2の頂部2aの、例えばメンテナンスステージ等に設置されている。液受けパン22の上方には、洗浄装置23が配置されている。洗浄装置23は、例えば、工水ラインと接続された複数のスプレーノズル23aを備えている。各スプレーノズル23aは、液受けパン22の上方の巻取ドラム21に向かって向きを調整するとよい。
液受けパン22には、タンク2の頂部2aから地上まで延びる配管24が接続されている。集液槽25は、配管24の下端から、液受けパン22で受けた洗浄後液を受ける。なお、スプレーノズル23aからケーブル類10に吹き付ける洗浄液は、アンモニアが溶け込みやすい水(第3実施形態では工水)であればよい。
ケーブル類10は、例えば、金属被覆のフレキシブルホースに覆われているため、金属被覆に液体アンモニアが同伴される場合がある。第3実施形態では、このケーブル類10から大気にアンモニアガスが放散することを抑制するべく、ポンプ用バレル3の近傍にスプレーノズル23a及び液受けパン22を設置し、ケーブル類10を引き抜き次第、水で洗浄する。なお、液受けパン22で一旦受けたアンモニア水溶液は、タンク2の下まで配管24まで落とし、集液槽25に溜めた後、適切な処理を経て廃棄処理する。
以上、本発明の好ましい実施形態を記載し説明してきたが、これらは本発明の例示的なものであり、限定するものとして考慮されるべきではないことを理解すべきである。追加、省略、置換、およびその他の変更は、本発明の範囲から逸脱することなく行うことができる。従って、本発明は、前述の説明によって限定されていると見なされるべきではなく、特許請求の範囲によって制限されている。
1…アンモニアタンク、2…タンク、2a…頂部、2b…底部、3…ポンプ用バレル、3a…ヘッドプレート、4…フート弁、4a…閉止板、4b…スプリングロッド、5…払出ポンプ、6…ガス導入ライン、6a…ガス導入位置、7…ガス吸引ライン、7a…ガス吸引位置、8…除害装置、8a…ブロワ、8b…除害槽、9…リフティングワイヤ、10…ケーブル類、10a…電源ケーブル、10b…計装ケーブル、12…ターミナルヘッダー、13…収納カバー、14…クレーン、15…ドライポット、16…板、20…符号、21…符号、21…巻取ドラム、22…液受けパン、23…洗浄装置、23a…スプレーノズル、24…配管、25…集液槽、100…液体アンモニア
Claims (5)
- 液体アンモニアを貯蔵するタンクと、前記タンクの頂部から底部近傍まで挿入されたポンプ用バレルと、前記ポンプ用バレルの下端部に設けられたフート弁と、前記ポンプ用バレルの内部に吊り下げられ、その重さで前記フート弁を開く払出ポンプと、を備えるアンモニアタンクにおいて、
前記払出ポンプを引き上げ、前記フート弁を閉じると共に、前記ポンプ用バレルにパージガスを導入しつつ、前記ポンプ用バレルからアンモニアガスを吸引し、前記アンモニアガスを除害装置で無害化しながら、前記払出ポンプを前記ポンプ用バレルの上端部から抜き出す、ことを特徴とするアンモニアタンク内払出ポンプのメンテナンス方法。 - 前記ポンプ用バレルにおける前記アンモニアガスのガス吸引位置は、前記パージガスのガス導入位置よりも下方に設定されている、ことを特徴とする請求項1に記載のアンモニアタンク内払出ポンプのメンテナンス方法。
- 前記ポンプ用バレルにおける前記アンモニアガスのガス吸引位置よりも下方において、前記ポンプ用バレルの内部空間を上下に仕切り、当該仕切り位置より上方の内部空間において前記払出ポンプを乾燥させる、ことを特徴とする請求項1または2に記載のアンモニアタンク内払出ポンプのメンテナンス方法。
- 前記パージガスの導入によって、前記ポンプ用バレルの内部の前記液体アンモニアを前記ポンプ用バレルの下端部から前記タンクの内部に押し出すまでの間、前記アンモニアガスの吸引を停止する、ことを特徴とする請求項1~3のいずれか一項に記載のアンモニアタンク内払出ポンプのメンテナンス方法。
- 前記払出ポンプに接続されたケーブル類を前記ポンプ用バレルの上端部から抜き出した後、当該ケーブル類を液受けパンの上で洗浄し、前記液受けパンで受けた洗浄後液を、配管を介して前記タンクの外部に設置された集液槽に蓄えて廃棄処理する、ことを特徴とする請求項1~4のいずれか一項に記載のアンモニアタンク内払出ポンプのメンテナンス方法。
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